[发明专利]一种磁性凝胶冰雪材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性凝胶冰雪材料，制备步骤包括：利用丙烯酰胺类聚合单体、交联剂、引发剂、催化剂和发泡剂得到丙烯酰胺类凝胶冰雪前驱体溶液；利用海藻酸钠、增溶剂、可溶性二价/三价金属离子盐、交联速度调节剂、增塑剂、成胶剂和发泡剂得到海藻酸钠类凝胶冰雪前驱体溶液；将丙烯酰胺类凝胶冰雪前驱体溶液、海藻酸钠类凝胶冰雪前驱体溶液和磁性原料进行搅拌和真空脱泡处理得到磁性凝胶冰雪前驱体溶液，之后进行加热或紫外光照射，使其完全固化得到磁性凝胶冰雪材料。本发明将磁性物质均匀地分散在凝胶冰雪中，使凝胶冰雪具有磁性，实现凝胶冰雪的磁性响应，同时，该磁性凝胶冰雪具有不析水失水、成型性好、易加工的特点。

技术领域

本发明属于新材料制备与加工领域，特别涉及一种磁性凝胶冰雪材料 及其制备方法。

背景技术

冰的晶莹剔透、雪的洁白温润赋予了冰雪产业独特的魅力。然而，冰 雪面临着环境温度升高融化成水的问题，这会导致冰雪产品失去原有的结 构造型，无法长期保存。同时，冰雪缺乏光、热、电、磁等功能特性，进 而难以制作成更有科技含量的产品，比如装饰品、纪念品、观赏品、玩具 等，成为了冰雪与人们生活紧密融合的巨大阻碍，进而影响了我国冰雪产 业的发展。

发明内容

为此，本发明创新地将磁性物质均匀地分散在凝胶冰雪中，使凝胶冰 雪具有磁性，实现凝胶冰雪的磁性响应，同时，该磁性凝胶冰雪具有不析 水失水、成型性好、易加工的特点。本发明中所述的“凝胶冰雪”由亲水 性的高分子互相连接形成三维网络，水分子填充在网络构成的空隙中，并 与高分子通过物理键或者化学键发生铰链“锁住”水分子。这种凝胶冰雪凝 固时，逐渐变硬，呈现出冰的剔透性和雪的洁白性；升温后，不会融化、 不析水失水，依然保持原有的造型和冰的剔透性。

本发明提供了一种磁性凝胶冰雪材料，其制备原料为：凝胶冰雪原料、 磁性原料和水，各原料的质量百分比为5～50:0.1～500:100；所述凝胶冰雪原 料为丙烯酰胺类凝胶冰雪和海藻酸钠类凝胶冰雪，两者质量百分比为 100:0～100；所述磁性原料为非晶合金软磁粉末或者薄带或者块材、软磁铁 氧体粉末或者薄带或者块材、永磁铁氧体粉末或者薄带或者块材、稀土永 磁粉末或者薄带后者块材、硅钢薄带和磁性高分子微球中的一种或多种；

所述丙烯酰胺类凝胶冰雪的制备原料包括丙烯酰胺类聚合单体、交联 剂、引发剂、催化剂以及发泡剂，各原料的质量百分比为 5～25:0.02～0.1:0.01～0.2:0.001～0.02:0.1～30；所述海藻酸钠类凝胶冰雪的制备 原料包括海藻酸钠、增溶剂、可溶性二价金属离子盐或可溶性三价金属离 子盐、交联速度调节剂、增塑剂、成胶剂以及发泡剂，各原料的质量百分 比为1.0:2.5～6.5:0.02～0.5:0.001～0.5:0～0.2:0～0.2:0.05～0.3。

优选地，所述丙烯酰胺类凝胶冰雪的制备原料中，所述丙烯酰胺类聚 合单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰 胺、N-叔丁基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺中的一种或多种；所述交联剂选 自N，N-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、甲基 丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种；所述引发剂为热引发 剂或光引发剂，所述热引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一 种或多种，所述光引发剂选自2-酮戊二酸和2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲 基苯丙酮中的一种或两种；所述催化剂为四甲基乙二胺；所述发泡剂选自 十二烷基硫酸钠、动植物蛋白类发泡剂、松香皂类发泡剂和脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸钠中的一种或多种。

优选地，所述海藻酸钠类凝胶冰雪的制备原料中，所述增溶剂选自绵 白糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种；所述可溶性 二价金属离子盐选自钙盐、镁盐和亚铁盐中的一种或多种；所述可溶性三 价金属离子盐选自铝盐和铁盐中的一种；所述交联速度调节剂为焦磷酸四 钠；所述增塑剂选自玉米淀粉、木薯淀粉、小麦粉和硅藻土中的一种或多 种；所述成胶剂选自黄原胶、果胶和卡拉胶中的一种或多种；所述发泡剂 选自十二烷基硫酸钠、动植物蛋白类发泡剂、松香皂类发泡剂和脂肪醇聚 氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。